220KV变电站主变大修可行性研究

邢艳荣 秦佳伟

(1.内蒙古乌海职业技术学院电力系,内蒙古乌海 016000;2.内蒙古君正能源化工股份有限公司,内蒙古乌海 016000)

220KV变电站主变大修可行性研究

邢艳荣1秦佳伟2

(1.内蒙古乌海职业技术学院电力系,内蒙古乌海 016000;2.内蒙古君正能源化工股份有限公司,内蒙古乌海 016000)

某变电站#1主变已运行10年,10年来该变压器低压侧曾发生短路、接地事故多起。曾委托我单位的对变压器进行局部放电试验和绕组变形试验,试验表征为该变压器可能发生绕组移位变形现象,再加上电力行业相关要求,运行满10年的变压器应该进行本体大修。

主变大修 局部放电试验 绕组变形试验 本体大修

某变电站#1主变型号为SFPZ10-150000/220三相风冷强迫油循环变压器,2004年6月投入运行至今已运行十年,运行十年来,变压器低压侧近端共发生相间短路4起,远端发生相间短路4起、单相接地事故10起,由于这台变压器可能发生过多次突发短路,2012年11月7日委托我单位对#1主变做了局部方电试验和绕组变形试验,主变的低压绕组b、c相可能有位移变形,平衡绕组c相有绕组扭曲变形和鼓包的可能。《电力变压器检修导则》DLT 573-2010电力行业标准要求：变压器在投入运行10年后应进行大修。

1 主变概况

变电站220KV系统接线方式采用单电源进线,由发电事业部253线路供电。220KV母线采用单母接线方式,变电站两台变压器,#1主变容量为150MVA。

变电站#1主变型号为SFPZ10－180000/220三相风冷强迫油循环变压器。2004年6月投入运行,负荷为实业公司的8台12．5MVA硅铁炉及I期、II期电石炉公用厂用设施,变压器负荷率为80%。

图1 变电站主接线方式

图2 变电站#1主变

图3 主变高压侧三相频响特性曲线

2 主变运行工况

变电站#1变压器最大有功负荷为105MW,无功负荷为60Mvar,最大负荷率为80%。运行九年来,变压器低压侧近端共发生相间短路4起,远端发生相间短路4起、单相接地事故10起。

历年对变压器进行常规性高压预防试验、油色谱分析、油质分析等各项试验数据均在合格范围内,试验数据与往年数据相比也无较大变化,初步判断变压器各部位绝缘状态良好。根据该厂提供的变压器运行情况及低压侧出口相间短路情况分析,建议该厂进行变压器频响特性试验、低电压短路阻抗试验、感应耐压试验带局部放电测量等相关试验,以判断变压器低侧绕组线圈是否发生纵向或横向变形。

表1 主变局放试验数据

图4 主变低压侧三相频响特性曲线

图5 主变平衡绕组频响特性曲线

3 主变试验情况

(1)局部放电试验;2012年11月7日#1主变做了相关试验,试验结果如表1。

试验数据解释：220kV变电站1号主变压器在1．3Um/(189kV)的测量电压下,视在局部放电量的连续水平不大于300pC,1号主变压器局部放电测量结果符合标准规定。

(2)绕组变形试验;绕组变形试验是在较高频率的电压下,变压器的每一个绕组均视为一个由线性电阻、电感、电容等分布参数构成的无源性双口网络,其内部特性可通过传递函数描述如果绕组发生变形,绕组内部的电感、电容等参数必然改变,导致等效网络传递函数的零点和极点发生变化,使网络的频率响应特性发生变化。用频率响应分析法检测变压器绕组变形,是通过检测变压器各个绕组的幅频响应特性,并对检测结果进行纵向或横向比较,根据幅频响应特性的差异,判断变压器可能发生的绕组变形。（如图3-图5）

试验数据解释：主变高压侧三相绕组频率响应曲线横向比较低频段A、B相低于规程要求,中频段及高频段都高于规程要求;低压侧三相绕组频率响应曲线横向比较中频段A、C相低于规程要求,低频段及高频段均高于规程要求;平衡绕组侧三相绕组频率响应曲线横向比较低频段AB、CA相及BC、CA相低于规程要求,中频段及高频段都高于规程要求。

4 主变大修必要性研究

220kV变电站1号主变压器受短路冲击后,停电作进一步的试验检查：首先对变压器油做色谱分析,结果正常;随后进行变压器全面的电气试验,包括绝缘测试、变比和直阻等常规试验,测量结果正常;1号主变压器局部放电测量结果符合标准规定,三相绕组频率响应曲线数据一致性较好,结合局部放电试验和绕组变形试验结果,判断变压器内部线圈开路、短路和绝缘损坏的可能性较小。

绕组变形试验,从该主变近期绕组变形三相之间的测试数据,以及对比2003年主变出厂时的图谱来看,高压绕组相关性较好,低压绕组b、c相比较差,在100－600kHz范围内谐振峰值发生改变,可能有位移变形;平衡绕组和c相有关的图形在100－600kHz范围内谐振峰值发生较大改变,个别谐振峰相位放生了改变,通常预示着绕组发生扭曲和鼓包等局部变形现象。

局放试验,由于该变压器的现场局放检测与出厂试验下的环境、施加电压均不相同,没有可比性,因此应与现场交接试验比较,判断局放数据好坏。该变压器是变压器厂较早期(2000年前后)的产品。 根据用户提供的相关信息,该制造厂的同类产品抗短路能力较差,在网运行的变压器多台次发生因突发短路(短路电流远低于国家标准)损坏绕组的案例。在其设计、制造中有抗短路能力不足的家族性缺陷。

综上所述,由于这台变压器可能发生过多次突发短路,主变的低压绕组b、c相可能有位移变形,平衡绕组c相有绕组扭曲变形和鼓包的可能。为了保证变压器的安全运行,消除安全隐患,避免发生最大事故,建议此台变压器返厂解体检查。根据检查结果,依据当前国家标准和ABB的设计、工艺、材料等规范对其重新设计制造,进行翻新修复,使之满足用户对变压器的抗短路能力要求。初步判断慧通220kV变电站1号主变压器低压侧及平衡绕组轻微变形,但可继续运行。运行期间进行正常例行巡视、状态监督,预防性试验周期按规程要求正常执行。

5 电力行业对变压器检修标准的要求

(1)变压器在投入运行10年后应进行大修。(2)当变压器承受出口短路后,经综合诊断分析,可考虑进行吊罩大修。(3)运行中的变压器,当发生异常状态或有内部故障时应进行大修。

6 计划变压器大修检修项目

6.1 检修周期

(1)计划性检修时间约为12—15天工期(需24小时进行检修)。

(2)故障性检修周期：若变压器绕组线圈发生纵向或横向变形,变压器需返厂维修,检修时间约为50—60天工期。

6.2 检修项目

(1)变压器吊罩检查绕组、铁芯;(2)更换变压器所有密封垫;

(3)更换蝶阀、潜油泵;(4)更换变压器高压套管引线接头;(5)二次控制回路检查、检修。

综上所述,为保证电力设备的稳定运行及相关经济效益,该厂变电站#1主变的大修工作确需进行。

[1]国家能源局.DL/T573-2010《电力变压器检修导则》.中国电力出版社,2010.

[2]DL/T596-1996《电力设备预防性试验规程》.中国电力工信部,1996.

[3]国家电网公司《.电力安全工作规程》(变电部分)中国电力出版社,2010.

[4]国家经济贸易委员会.DL/T838-2003《发电企业检修导则》.中国电力出版社,2003.

[5]国家建设部.GB50150-200《6电气设备安装工程交接验收试验标准》.2006.